JPH02229390A - 水底資源の引き揚げ方法及び引き揚げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、海底等の水底に存在するマンガンノジュー
ル等の水底資源を引き揚げる水底資源の引き揚げ方法及
びその引き揚げ装置に関するものである． ［従来技術及びその問題点］ 近年、海底等に存在するマンガンノジュール等の資源を
利用するため、これらの資源を水底から引き揚げること
について様々な研究が行われるようになった． ここで、海底に存在するマンガンノジュール等の資源を
引き揚げるにあたり、従来においては、船等から吸引パ
イプを海底に導き、ポンプによってこの吸引パイプを通
してマンガンノジュール等の資源を海水と共に吸引して
引き揚げるようにしたり、また空気圧縮機によって圧縮
された空気を空気噴出管から海底に噴出させ、この空気
と一緒にマンガンノジュール等の資源と海水とを、吸い
込みパイプを通して引き揚げるようにしていた． しかし、上記のようにして海底からマンガンノジュール
等の資源を引き揚げるようにした場合、ポンプや空気圧
縮機に非常に出力の大きなものが必要となり、またマン
ガンノジュール等の資源を海水等と一緒に引き揚げるた
め、その分離も必要となり、さらにパイプを通して引き
揚げる際に、マンガンノジュール等の資源がパイプと衝
突して破砕され、海水等との分離が一層困難になると共
に、パイプの破損等も多くなるという問題があった． このため、近年においては、第５図に示すように、船（
１１）等に、水中（２》所要深さまで達する下降管（１
２ａ）と上昇管（１２ｂ）とを連通させたほぼＵ字型状
のパイプライン（１２》を設け、このパイプライン（１
２）の下降管（１２ａ）入口（１２ｃ）から、ケーブル
（１３）で接続されたカプセル（１）を順々にこのパイ
プライン（１２》内に導き、このパイプライン（１２）
内を通して移動させ、このパイプライン（ｌ２）の上昇
管＜１２ｂ）に設けられた資源供給部（１２ｄ）におい
て、上記の各カプセル（１）に、水底（１４》の採鉱機
（ｌ５）より供給パイプ（１６）を通して導かれたマン
ガンノジュール等の水底資源（３）を順々に供給し、こ
れを引き揚げるようにすることが提案された． しかし、上記のようなものにおいても、カプセル（１）
をパイプライン（１２）内で順々に移動させるにあたっ
ては、図示していないが、ポンプで吸引したり、カプセ
ル（１）を接続したケーブル（１３）をウインチ等で巻
き上げるようにしており、従来と同様に、ポンプやウイ
ンチに非常に大きな動力のものが必要となり、またケー
ブル（ｌ３）が破損したりする等の問題もあった．［発
明が解決しようとする課題］ この発明は、海底等の水底に存在するマンガンノジュー
ル等の水底資源・を引き揚げる場合における上記のよう
な問題を解決することを課題とするものである． すなわち、この発明は、カプセルを順々に水中に下降さ
せた後、このカプセルにマンガンノジュール等の水底資
源を積み込んで上昇させて引き揚げる場合において、カ
プセルを駆動させるのに多大な動力を必要とせず、簡単
な設備によってマンガンノジュール等の水底資源を安定
して引き揚げることができるようにすることを目的とす
るものである． ［課題を解決するための手段］ この発明は、上記のような課題を解決するため、カプセ
ル（１）を順々に水中（２）に下降させた後、このカプ
セル（１）に順々に水底資源（３）を積み込んでカプセ
ル（１）を上昇させるにあたり、リニアモータの一次側
固定子（４）を水中（２）の適当な位置に設け、このリ
ニアモータの一次側固定子（４）によって、上記カプセ
ル（１）を二次導体として駆動させるようにしなのであ
る． また、このようにして水底資源（３）を引き揚げる引き
揚げ装置としては、上記カプセル（１）を順々に水中（
２）に下降させる下降路（ａ）と、この下降されたカプ
セル（１）に水底資源（３）を積み込んで上昇させる上
昇路（ｂ）との適当な位置に、筒状に形成されたリニア
モータの一次側固定子（４）を、上記カプセル（１）が
その中を通過するようにして設けると共に、上記カプセ
ル《１》の少なくとも一部を二次導体となる部材で構成
するようにしたのである．． ここで、カプセル（１）を順々に水中（２》に下降させ
る下降路（ａ）及びこのカプセル（１）を上昇させる上
昇路（ｂ）としては、下降管と上昇管とを個々に設けた
ものや、下降管と上昇管とを連通させて折り返し状に形
成したほぼＵ字型状のパイプラインを用いる他、単にカ
プセル（１）相互をケーブルで接続させ、適当な折り返
し手段によってカプセル（１》を下降させた後、上昇さ
せるようにしたものであってもよい．また、上記カプセ
ル（１）としては、その一部が二次導体となる部材で構
成されたものであればよいが、リニアモータの一次側固
定子（４）によって十分な推力が得られるようにするた
め、カプセル（１）の外周部全体を二次導体となる部材
で構成したものを用いることが好ましく、例えば、カプ
セル（１）の外側をアルミニウム，銅等の導電性の高い
金属で構成すると共に、その内側を鉄等の透磁率の高い
金属で構成したもの等を用いることができる． ［作用］ 上記のように、この発明においては、水底資源（３）を
引き揚げるにあたり、カプセル（１）を順々に水中（２
）に下降させた後、このカプセル（１）に順々に水底資
源（３）を積み込んでカプセル（１）を上昇させ、マン
ガンノジュール等の水底資源（３）をカプセル（１）に
積み込んだ状態で引き揚げるようになっており、水底資
源（３）の取り出しが容易に行え、またマンガンノジュ
ール等の水底資源（３）がパイプ等にあたって破砕され
たりすることもない． さらに、カプセル（１）を下降或は上昇させるにあたっ
ては、水中（２）の適当な位置に設けられたリニアモー
タの一次側固定子（４）に電流を流し、各リニアモータ
の一次側固定子（４）において磁界を形成し、このよう
に形成された各磁界の作用によって、二次導体となる各
カプセル（１）に順々に下降或は上昇方向の推力を与え
、各カプセル（１）の駆動を適当な位置で分散させて行
うことができ、ポンプやウインチ等でカプセル《１》を
駆動させる場合のように大きな設備や動力を必要とせず
、また水中に配置した場合における腐食の問題もない． さらに、マンガンノジュール等の磁性体で構成された水
底資源（３）をカプセル（１）に積み込んだ場合には、
これによって上記リニアモータの一次側固定子（４）に
よる推力が増加する．［実施例］ 以下、この発明の実施例を第１図〜第４図に基づいて具
体的に説明する． 第１図に示す実施例のものにおいては、水中（２）所要
深さまで達する下降管（１２ａ）と上昇管（１２ｂ）と
を連通させたほぼＵ字型状のパイプライン（１２）を船
（１１）等に設け、このパイプライン（１２）の下降管
（１２ａ）を、カプセル（１）を順々に水中（２）に下
降させる下降路（ａ）として用いる一方、このパイプラ
イン（１２）の上昇管（１２ｂ）を、上記カプセル（１
）に水底資源（３）を積み込んで上昇させる上昇路（ｂ
）として用いるようにしている． そして、このパイプライン（１２）における上記下降管
（１２ａ）の入口（１２ｃ）から、カプセル（１）を順
々にこのパイプライン《ｌ２》内に導き、このパイプラ
イン（１２）内を通してカプセル（１）を順々に移動さ
せるようにしている． 一方、このパイプライン（１２）の上昇管（１２ｂ）の
適当な位１に、パイプライン（１２）内を移動してきた
各カプセル（１）に水底資源（３）を順々に供給する資
源供給部（１２ｄ）を設け、水底（１４）に設けられた
採鉱機（１５）によって採鉱されたマンガンノジュール
等の水底資源（３）を、供給パイプ（１６）を通してこ
の資源供給部（１２ｄ）に供給するようにしている． また、上記下降管（１２ａ）の入口（１２ｃ）がらバイ
プライン（１２）内に導入されたカプセル（１）を、こ
のパイプライン（１２）内を通して順々に移動させるに
あたり、この実施例のものにおいては、パイプライン（
１２）の下降管（１２ａ）及び上昇管（１２ｂ）の適当
な位置に、円筒状に形成されたリニアモータの一次側固
定子（４）を設けると共に、上記の各カプセル（１）を
二次導体となる部材で構成するようにしている． ここで、この実施例においては、パイプライン（１２）
に設ける円筒状の一次側固定子（４）として、第２図に
示すように、所要数に分割された（図示のものにおいて
は１２個に分割されている．）ステータコア（４１）を
、上記パイプライン（１２）の外周に放射状に配置し、
このステータコア（４１）にコイル（４２）を二相或は
三相巻きしたものを用いるようにしている． 一方、このパイプライン（１２）内を移動させる各カプ
セル（１）には、パイプライン（３）の内径より若干小
径の筒状で、水底資源（３）を取り入れるように一端面
が開口されたものを用いると共に、上記リニアモータの
一次側固定子（４）によって十分な推力が得られるよう
に、カプセル（１）の外周部全体が二次導体となる部材
で構成されたものを用いるようにしている． そして、この実施例のものにおいて、水底資源（３）を
引き揚げる場合には、第１図に示すように、先ず、上記
パイプライン（３）の下降管（１２ａ）入口（１２ｃ）
から、上記カプセル（１）をその開口部（１ａ）が下に
なるようにして、順々にこのパイプライン（１２）内に
導入させる．このようにしてパイプライン（１２）内に
導入された各カプセル（１）が、このパイプライン（３
）の下降管（１２ａ）に設けられなリニアモータの一次
側固定子（４）の位置に達すると、この一次側固定子（
４）による磁界の作用によって、二次導体となる各カプ
セル（１）に順々に下向きの推力が付与され、各カプセ
ル（１）が下降管（１２ａ）内を下降し、パイプライン
（３）内を順々に移動する。なお、このようにカプセル
（１）に順々に推力を付与すると、各カプセル（１）間
に存在する水を介して順々に先のカプセル（１）にもそ
の推力が伝達されるようになる． このようにして各カプセル（１）がパイプライン（３）
内を順々に移動し、パイプライン（３）の下降管（１２
ａ）から上昇管（１２ｂ）に反転して導かれ、この上昇
管（１２ｂ）内を上昇するようになる． そして、各カプセル（１）が上昇管（１２ｂ）内を上昇
し、この上昇管（１２ｂ）に設けられた資源供給部（１
２ｄ）に達すると、採鉱機（１５）から供給バイブ（１
６）を通してこの資源供給部（１２ｄ）に供給されたマ
ンガンノジュール等の水底資源（３）が、各カプセル（
１）の開口部（１ａ）からカプセル（１）内に順々に積
み込まれる。

このようにして水底資源（３）が積み込まれた各カプセ
ル（１）がさらに上昇管（１２ｂ）内を上昇し、この上
昇管（１２ｂ）に設けられたリニアモータの一次側固定
子（４》の位置に達すると、この一次側固定子（４）に
よる磁界の作用により、各カプセル（１）に順々に上向
きの推力が付与され、各カプセル（１）がこの上昇管（
１２ａ）内をさらに上昇し、この上昇管（１２ｂ）の出
口（１２ｅ）がら順々に導き出され、各カプセル（１）
が水底資源（３）を積み込んだ状態で引き揚げられるよ
うになっている． なお、この実施例のものにおいては、上記のように各カ
プセル（１）をケーブル等で接続させずに、パイプライ
ン（３）内に導入させて、移動させるようにしているが
、第３図に示すように、各カプセル《１》をケーブル（
１３）で接続させるようにすることも可能であり、この
場合、ケーブル（１３）をウインチ等で引き揚げるとし
ても、各カプセル（１）はリニアモータの作用によって
自走するなめ、ケーブノレ（１３）やウインチに加わる
荷重は少なく済む． また、この実施例のものにおいては、カプセル（１）を
原々に移動させるにあたって、下降管（１２ａ）と上昇
管（１２ｂ）とを連通させたほぼＵ字型状のパイプライ
ン（１２）を設けるようにしているが、第４図に示すよ
うに、各カプセル（１）をケーブルク１３）で接続させ
ると共に、水中の適当な位置に円筒状に形成されたリニ
アモータの一次側固定子（４）を所要数設け、この一次
側固定子（４）を通して各カプセル（１）を順々に移動
させるようにしたり、また図示していないが、水中の適
当な位置に案内パイプを部分的に設けるようにすること
も可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明においては、水底資源を
引き揚げるにあたり、カプセルを順々に水中に下降させ
た後、このカプセルに順々に水底資源を積み込んでカプ
セルを上昇させ、マンガンノジュール等の水底資源をカ
プセルに積み込んだ状態で引き揚げるようにしたため、
ポンプや空気圧縮機を用いて水底資源を海水等と一緒に
引き揚げるようにした従来のものに比べ、水底資源の分
離が容易に行え、またマンガンノジュール等の水底資源
がパイプ等にあたって破砕されたりすることもなくなっ
た．また、この発明においては、カプセルを順々に水中
に下降させた後、このカプセルに順々に水底資源を積み
込んでカプセルを上昇させるにあたり、水中の適当な位
置にリニアモータの一次側固定子を設け、このように設
けられた各リニアモータの一次側固定子によって、二次
導体となる各カプセルに順々推力を与え、カプセルの駆
動を適当な位置において分散させて行うことができ、ポ
ンプやウインチ等を用いる場合に比べて、設備や動力等
も少なくて済み、簡単な設備によってマンガンノジュー
ル等の水底資源を安定して引き揚げることができるよう
になった． また、このようにリニアモータの一次側固定子を水中の
適当な位置に設けた場合、゜ポンプ等の装置を水中に設
けた時のように、装置が海水等によって腐食されて劣化
するということもなかった． さらに、マンガンノジュール等の磁性体で構成された水
底資源を引き揚げる場合には、この水底資源をカプセル
に積み込むことによって、上記リニアモータの一次側固
定子からカプセルに付与される推力が増加し、水底資源
の積み込によってカプセルの移動が低下するいうことも
なくなった．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略断面図、第２図
は同実施例のパイプラインに円筒状になったリニアモー
タの一次側固定子を設けた状態を示す縦断面図、第３図
はこの発明の他の実施例を示す概略断面図、第４図はこ
の発明の他の実施例の一部を示す断面図、第５図は従来
例を示す概略断面図である． 符号の説明 （１）・・・カプセル　　　《２》・・・水中（３）・
・・水底資源　　　（４）・・・一次側固定子（ａ）・
・・下降路　　　　（ｂ）・・・上昇路特許出願人　　
明良工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カプセル（１）を順々に水中（２）に下降させた後
   、このカプセル（１）に順々に水底資源（３）を積み込
   んでカプセル（１）を上昇させるにあたり、リニアモー
   タの一次側固定子（４）を水中の適当な位置に設け、こ
   のリニアモータの一次側固定子（４）により、上記カプ
   セル（１）を二次導体として駆動させるようにしたこと
   を特徴とする水底資源の引き揚げ方法。 ２、カプセル（１）を順々に水中（２）に下降させる下
   降路（ａ）と、この下降されたカプセル（１）に水底資
   源（３）を積み込んで上昇させる上昇路（ｂ）との適当
   な位置に、筒状に形成されたリニアモータの一次側固定
   子（４）を、上記カプセル（１）がその中を通過するよ
   うにして設けると共に、上記カプセル（１）の少なくと
   も一部を二次導体となる部材で構成したことを特徴とす
   る水底資源の引き揚げ装置。